1、 国家一等水准测量的技术方案与实施 摘 要 高程测量是测量任务的一部分。其中，水准测量是高程测量中精度最高、用 途最广、一种普遍采用的测量方法。是确定建设工程地面点高程的方法之一。实 施测量过程中，要求测量人员要精心操作、以水准点高程高度负责认真的态度来 对待测量工作，养成良好的操作习惯。误差允许范围内的精度由于仪器和人为的 影响而不容易控制，而且易出现隐蔽性错误，如果不能及早发现，基础资料是错 误的，从而水准点高程不正确，直接影响路线纵断面设计和施工工作。 本文为满足新技术条件下国民经济建设、国土资源管理、规划建设、灾害监 测、交通及地球科学研究对三维动态大地测量基准框架的需求，建立与国家空
2、间 数据基准框架相一致的国家大地测量基础三维坐标框架， 为国家经济建设尤其是 重大工程建设提供高精度的控制成果， 国家测绘部门适时提出了国家精化大地水 准面建设项目。受国家测绘部门勘测设计研究院委托，国家测绘局第一大地测量 队承担了本项目一等水准路线的普查、GPS 点/水准共用点的连测、一等水准网 观测任务。 关键词：关键词：水准测量；水准仪；高程；误差 I 目 录 第 1 章 精密水准测量的原理及作业方法 . 1 1.1 水准测量的基本原理 1 1.2 水准测量方法与水准路线 1 1.3 误差来源及控制措施 2 1.3.1 视准轴不平行水准管轴 2 1.3.2 水准尺误差及控制方法 2 1.
3、3.3 符合水准管气泡居中误差及控制方法 . 3 1.3.4 调焦误差和视差的影响及控制方法 . 3 1.3.5 水准尺的倾斜误差及控制方法. 3 1.3.6 地球球气差和日照风力引起的误差及控制方法 . 4 1.3.7 仪器升降和水准尺下沉的影响. 5 第 2 章 电子水准仪的使用 6 2.1 测量原理 6 2.2 电子水准仪的特点 9 2.2.1 电子水准仪的共同特点 9 2.2.2 莱卡 DNA 系列的具体特点 9 2.3 电子水准仪的操作 . 10 2.3.1 认识硬件 10 2.3.2 数字水准仪在外业测量的操作 11 2.3.3 徕卡数字水准仪 GSI 数据格式简介： 12 2.3
4、.4 PROG 测量应用程序 14 II 2.4 数据的下载及其处理 15 2.4.1 数据的下载 15 2.4.2 数据的处理 18 第 3 章 作业依据与作业要求 . 22 3.1 作业技术依据 . 22 3.2 采用的测绘基准 . 22 3.3 精度指标 . 22 3.4 数据记录 . 22 3.5 水准连测. 22 3.6 观测方法和技术指标 22 3.7 测段往返高差不符值统计 23 3.8 每千米水准测量偶然中误差 24 3.9 水准附合路线闭合差的计算 24 3.10 野外高差与概略高程表的编算 . 24 第 4 章 一等水准测量的实施 . 25 4.1 工程概况 . 25 4.
5、2 工作内容和完成工作量 26 4.3 仪器设备 . 27 4.4 仪器检验 . 28 4.5 精密水准测量作业的一般规定 29 4.6 精密水准测量观测 . 29 第 5 章 成果文件的建立与技术问题的处理规定 34 III 5.1 成果的建立 . 34 5.2 观测条件说明 . 34 第 6 章 安全措施 37 6.1 作业安全 . 37 6.2 成果资料安全 . 37 参考文献 . 40 致 谢 附 录 1 第 1 章 精密水准测量的原理及作业方法 1.1 水准测量的基本原理 水准测量的基本原理是根据几何关系，利用仪器提供的水平视线观测立在两点间上 的水准尺以测定两点间的高差。如图 1
6、所示，在需要测定高差的 A、B 两点上分别立上 水准尺，在 A、B 两点的中点安置可获得水平视线的仪器（水准仪） ，水平视线在 A、B 两尺上的截尺数分别为 a、b，设水准测量的前进方向是由 A 点向 B 点，则规定 A 点为后 视点，其水准读数为 a，称为后视读数；B 点为前视点，其水准读数为 b，称为前视读数。 由于 AB 距离很短，地球曲率影响可忽略不计，则 A、B 两点的高差为下图 1-1. 图 1-1 水准测量几何原理 ab hab （1-1） 于是B点的高程Hb可按下式计算： baab HHh （1-2） 高差hab本身可正可负，当a大于b时，hab值为正，这种情况是B点高于A点；当a 小于b时，hab值为负，即B点低于A点。 为了避免计算高差时发生正、负号的错误，在书写高差hab时必须注意h下标的写 法。如，hab是表示由A点至B点的高差；而hab表示由B点至A点的高差，即 abba hh （1-3） 从 2-1 中还可以看出，B点的高程也可以利用水准仪的视线高程Hi（也称为仪器高 程）来计算： ia HHa
